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分频输电系统同步发电机端口三相短路引起的振荡转矩分析

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高电压技术 2024年第5期50卷 2020-2029,I0016,I0017页

作者：周嘉豪王秀丽张海涛魏凤廷王志维丁超西安交通大学电气工程学院西安710049 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

为了研究分频输电系统频率降低对水轮发电机机端三相短路时所产生的振荡转矩初始幅值的影响,建立了同步发电机的5阶数学模型,推导了5阶模型下同步发电机带负载机端突然三相短路时,振荡转矩初始幅值的解析表达式;比较了工/分频水轮发电... 详细信息

为了研究分频输电系统频率降低对水轮发电机机端三相短路时所产生的振荡转矩初始幅值的影响,建立了同步发电机的5阶数学模型,推导了5阶模型下同步发电机带负载机端突然三相短路时,振荡转矩初始幅值的解析表达式;比较了工/分频水轮发电机在额定工作状态下经同一短线路向系统送出有功和无功时,机端电压与功角的大小关系;在水轮同步发电机的实际工程应用标准参数与电气参数限定范围内,研究了振荡转矩初始幅值关于机端电压与功角的单调性,比较了相同工况下工/分频系统振荡转矩初始幅值的大小,并量化分析比较了包括频率在内的多种因素对振荡转矩初始幅值的影响程度。研究结果表明:在水轮同步发电机参数、工况相同,仅考虑频率降低的情况下,经短线路向系统送出功率,分频输电系统振荡转矩的初始幅值小于工频系统;在各影响因素中,直轴次暂态电抗对振荡转矩初始幅值影响最大,交轴同步电抗影响最小。

关键词：分频输电同步发电机机电暂态振荡转矩三相短路新型输电方式

基于双馈风电场的三相短路电流计算及保护方法

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电力系统保护与控制 2023年第7期51卷 32-39页

作者：高淑萍蔚坤宋国兵西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

新能源发电技术在电力系统中逐渐占据越来越大的比重。为了实现电力系统安全运行的稳定性,需要了解系统故障的影响,根据双馈风力发电机的撬棒动作情况以及相关暂态特性完成短路电流计算。通过建立双馈风力发电机模型,并根据双馈风力发... 详细信息

新能源发电技术在电力系统中逐渐占据越来越大的比重。为了实现电力系统安全运行的稳定性,需要了解系统故障的影响,根据双馈风力发电机的撬棒动作情况以及相关暂态特性完成短路电流计算。通过建立双馈风力发电机模型,并根据双馈风力发电机在三相短路故障期间投入的撬棒保护,对风机内在机理的动态变化进行分析,精确计算定转子磁链在故障期间的变化情况,从而得到撬棒动作时的新三相短路电流计算方法。最后通过PSCAD/EMTDC进行仿真验证,并利用Matlab检验计算方法的精确度。同时根据风场的低电压穿越能力与电流保护装置的特性,提出一种针对双馈风电场的低电压穿越保护方案。该方案根据低电压穿越能力的电压变化要求以及短路电流的大小协作完成对线路的保护,以便清除故障后风场电压可以及时恢复并且保持并网运行,且在一定程度上可应对低电压穿越能力的延时问题。

关键词：双馈风力发电机短路电流三相短路撬棒保护低电压穿越

混联直流输电系统送端三相短路故障分析及优化控制

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电网技术 2021年第10期45卷 3877-3884页

作者：连攀杰刘文焯李霞杨泽栋许克郁舒雁汤涌电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

混联高压直流输电系统能够综合电网换相型换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的技术优势,为解决我国能源资源与能源需求逆向分布问题提供新途径,具有广阔的工程应用前景。... 详细信息

混联高压直流输电系统能够综合电网换相型换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的技术优势,为解决我国能源资源与能源需求逆向分布问题提供新途径,具有广阔的工程应用前景。针对送端LCC、受端LCC+MMC的白鹤滩—江苏混联高压直流输电工程,首先研究工程中MMC循环功率的产生机理,分析送端交流系统三相短路的故障响应及恢复特性,总结影响混联高压直流系统功率恢复速度的关键因素。针对MMC对混联直流输电系统的故障响应和恢复特性产生的不利影响,提出一种混联直流输电系统优化控制方法。最后基于PSModel(power system model)全电磁暂态仿真软件,验证了上述理论分析和控制方法的正确性和有效性。

关键词：混联高压直流输电三相短路故障响应恢复特性优化控制 PSModel

大容量发电机断路器TRV开断特性及抑制措施研究

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高压电器 2024年第4期60卷 92-100,130页

作者：白玉卓李朋飞关寓丹房崇豪郭洁王致远全恒立国核电力规划设计研究院有限公司北京100089 西安交通大学电气工程学院西安710049 国网冀北电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司) 北京100045

发电机断路器(GCB)位于发电机组和升压变压器之间,针对负荷电流高达50 kA、故障电流高达200 kA以上的大容量机组,GCB传导和开断电流远高于线路断路器,在开断过程中,GCB两端会产生非常严重的瞬态恢复过电压,威胁GCB的可靠性。文中基于某... 详细信息

发电机断路器(GCB)位于发电机组和升压变压器之间,针对负荷电流高达50 kA、故障电流高达200 kA以上的大容量机组,GCB传导和开断电流远高于线路断路器,在开断过程中,GCB两端会产生非常严重的瞬态恢复过电压,威胁GCB的可靠性。文中基于某大型核电站的实际接线,单机容量为1 722.2 MVA,利用EMTP-RV仿真计算研究了GCB在各种故障下开断时的TRV的电磁暂态特性,分析配置不同容量电容器对TRV幅值和陡度的影响效果。提出了采用辅助断口装设非线性阻尼电阻抑制TRV的方法,并给出了非线性阻尼电阻参数选取原则,并通过仿真验证了其可行性,针对失步故障非线性阻尼电阻可使TRV幅值降低29.2%,具有更高的灵活性与经济性。

关键词：大容量发电机发电机断路器瞬态恢复过电压失步故障三相短路非线性阻尼电阻

双馈风力发电系统在电网三相短路故障下的响应与保护

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电力系统保护与控制 2010年第6期38卷 40-44,48页

作者：郭家虎张鲁华蔡旭安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001 上海交通大学风力发电研究中心上海200240

为了研究双馈感应风力发电机组的低电压穿越以及故障保护技术,根据双馈风力发电系统的数学模型采用数学解析的方法详细地分析了双馈感应发电机和变换器在三相电网短路故障时的动态响应特性;推导出了三相电网短路故障时双馈发电机的故障... 详细信息

为了研究双馈感应风力发电机组的低电压穿越以及故障保护技术,根据双馈风力发电系统的数学模型采用数学解析的方法详细地分析了双馈感应发电机和变换器在三相电网短路故障时的动态响应特性;推导出了三相电网短路故障时双馈发电机的故障电流最大值及其发生时刻;并在此基础上,研究了双馈风力发电机的转子保护电路的具体设计方法及计算依据。

关键词：风力发电双馈发电机三相短路低压穿越转子保护

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双馈风力发电机三相短路电流分析

电机与控制学报 2008年第5期12卷 493-497页

作者：张学广徐殿国李伟伟哈尔滨工业大学电气学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究双馈风力发电机组的低电压穿越控制问题,分析了双馈风力发电机定子端三相短路时短路电流的产生机理,给出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似解析表达式。在此基础上,根据双馈风力发电机内部的电磁关系... 详细信息

为了研究双馈风力发电机组的低电压穿越控制问题,分析了双馈风力发电机定子端三相短路时短路电流的产生机理,给出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似解析表达式。在此基础上,根据双馈风力发电机内部的电磁关系,分析了发电机故障前不同转速、输出有功功率及无功功率等运行状态对双馈发电机短路电流的影响。在理论分析的基础上,建立了3 MW双馈风力发电机的模型,对发电机定子端三相短路故障状态进行了仿真研究。仿真结果表明:通过定转子短路电流的近似解析表达式和发电机故障前的初始状态可以有效对双馈发电机短路电流进行定性分析,为进一步研究双馈风力发电机的低电压穿越能力提供了理论依据。

关键词：异步发电机双馈发电机风力发电三相短路短路电流

双馈风力发电机三相短路分析及短路器最大电阻整定

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电力自动化设备 2009年第4期29卷 6-10页

作者：张建华陈星莺刘皓明王平王冰河海大学电气工程学院江苏南京210098 扬州大学能源与动力工程学院江苏扬州225009

双馈风力发电机三相短路保护装置的整定取决于其短路电流。为了提高整定精度,提出将三相短路过程分解为稳态运行和反向电压暂态运行2个部分,并建立了相应的数学模型。利用Maple软件对数学模型进行拉普拉斯变换及其逆变换,求取短路电流... 详细信息

双馈风力发电机三相短路保护装置的整定取决于其短路电流。为了提高整定精度,提出将三相短路过程分解为稳态运行和反向电压暂态运行2个部分,并建立了相应的数学模型。利用Maple软件对数学模型进行拉普拉斯变换及其逆变换,求取短路电流的解析表达式,并用仿真方法加以验证。分析结果表明在短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定,而短路电流的大小主要取决于交流分量。因此,根据短路电流的交流分量对短路保护装置最大电阻进行了整定。

关键词：双馈风力发电机三相短路电流分量拉普拉斯变换及逆变换仿真

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双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识

电力自动化设备 2012年第6期32卷 86-89页

作者：张建华辛付龙陈星莺王健扬州大学能源与动力工程学院江苏扬州225127 水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心江苏南京210098

双馈风力发电机转速大多采用矢量控制进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,运用最小二乘回归方法研究了双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识方法。研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分... 详细信息

双馈风力发电机转速大多采用矢量控制进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,运用最小二乘回归方法研究了双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识方法。研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将各电流分量分离,与三相短路电流表达式对比即可辨识出电机内部参数。1.5 MW双馈风力发电机的仿真数据验证了辨识方法可行,且具有较高的准确性。

关键词：风电风力发电机三相短路辨识非线性方程最小二乘法短路电流

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双馈感应发电机三相短路电流解析计算模型

电力系统自动化 2011年第8期35卷 38-43页

作者：石一辉鲁宗相闵勇乔颖陈惠粉电力系统国家重点实验室清华大学电机系北京市100084

电网电压跌落在双馈感应发电机(DFIG)定、转子绕组中激发的电磁暂态过程是影响DFIG和电网安全的重要因素,因此,定量分析电压跌落后DFIG的电磁暂态过程具有重要意义。以DFIG电压完全跌落后的物理过程分析为基础,研究了DFIG在三相短路后... 详细信息

电网电压跌落在双馈感应发电机(DFIG)定、转子绕组中激发的电磁暂态过程是影响DFIG和电网安全的重要因素,因此,定量分析电压跌落后DFIG的电磁暂态过程具有重要意义。以DFIG电压完全跌落后的物理过程分析为基础,研究了DFIG在三相短路后的磁链初值平衡电路、电流频率特性以及定、转子电流中各频率成分之间的依存关系。根据磁链平衡电路,求解得到了三相短路电流的解析表达式,提出了DFIG三相短路电流的解析计算模型,统一了三相短路过程中频率成分、衰减时间常数、幅值和初相位的分析结论,并通过解析模型与DFIG经典模型的仿真对比验证了模型的有效性。

关键词：三相短路磁链初值平衡电路频率成分解析计算模型双馈感应发电机